Question

【题目】以铬铁矿(含FeO·Cr2O3、Al2O3、SiO2等)为原料制备二草酸铬钾的实验步骤如下:

回答下列问题：

（1）若“熔融”在坩埚中进行，其材质可以是____(填“铁”、“陶瓷”或“SiO2”)。

（2） FeO·Cr2O3与KClO3及Na2CO3发生反应，生成Fe2O3、KCl、Na2CrO4和CO2的化学方程式为____________________________。

（3）熔融后的固体中含Na2CrO4、Fe2O3、Na2SiO3、NaAlO2、KCl等, 步骤①包含两次过滤操作：一是水浸后过滤；二是调节所得滤液pH为7~8，加热煮沸半小时，趁热过滤。第一次过滤滤渣中的主要成分为______，第二次过滤滤渣的主要成分为_________。

（4）步骤②需加入酸，则加入稀硫酸时发生反应的离子方程式为___________。

（5）步骤④包含的具体操作有_____、_____，过滤、洗涤，再经干燥得到K2Cr2O7晶体。(有关物质的溶解度曲线如图所示)

（6）已知K[Cr(C2O4)2]的相对分子质量为267。采用热重分析法测定K[Cr(C2O4)2]·nH2O样品所含结晶水数目，将样品加热到80 ℃时，失掉全部结晶水，失重16.8%。K[Cr(C2O4)2]·nH2O晶体中n=____。

Answer 1

【答案】铁 6FeO·Cr2O3+12Na2CO3+7KClO312Na2CrO4+3Fe2O3+7KCl+12CO2↑ Fe2O3 Al(OH)3和H2SiO3 2CrO42-+2H+= Cr2O72-+H2O 蒸发浓缩 冷却结晶 3

【解析】

铬铁矿(含FeO·Cr2O3、Al2O3、SiO2等)为原料，加入氯酸钾、碳酸钠和氢氧化钠在坩埚中熔融发生氧化还原反应，熔融后的固体中含Na2CrO4、Fe2O3、Na2SiO3、NaAlO2、KCl等, 步骤①包含两次过滤操作：一是水浸后过滤，氧化铁不溶于水，其他物质都为钾盐和钠盐，都可溶于水，则第一次过滤滤渣中的主要成分为Fe2O3；根据步骤①最后得到的为氯化钾和铬酸钠，二是调节所得滤液pH为7~8，加热煮沸半小时，使Na2SiO3、NaAlO2转化为硅酸和氢氧化铝沉淀，趁热过滤。则第二次过滤滤渣的主要成分为Al(OH)3和H2SiO3；过滤后获得含有氯化钾和铬酸钠溶液，调节溶液pH值，加入适量的酸，使溶液中的铬酸钠转化为重铬酸钠，向溶液中氯化钾粉末，转化为重铬酸钾和氯化钠的混合溶液，利用重铬酸钾和氯化钠的溶解度不同，经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、用无水乙醇对晶体洗涤，再经干燥得到K2Cr2O7晶体。

（1）熔融操作一般在坩埚中进行，由于熔融过程加入氢氧化钠和碳酸钠，高温下可与二氧化硅反应，故不能选用瓷坩埚或SiO2坩埚，应选用铁坩埚。

答案为：铁；

（2） 利用氧化还原反应得失电子守恒，化学方程式为6FeO·Cr2O3+12Na2CO3+7KClO312Na2CrO4+3Fe2O3+7KCl+12CO2↑，

答案为：6FeO·Cr2O3+12Na2CO3+7KClO312Na2CrO4+3Fe2O3+7KCl+12CO2↑；

（3）步骤①包含两次过滤操作：一是水浸后过滤，氧化铁不溶于水，其他物质都为钾盐和钠盐，都可溶于水，则第一次过滤滤渣中的主要成分为Fe2O3；根据步骤①最后得到的为氯化钾和铬酸钠，二是调节所得滤液pH为7~8，加热煮沸半小时，使Na2SiO3、NaAlO2转化为硅酸和氢氧化铝沉淀，趁热过滤。则第二次过滤滤渣的主要成分为Al(OH)3和H2SiO3；

答案为： Fe2O3；Al(OH)3和H2SiO3；

（4）根据分析，步骤②需加入酸，目的是在酸性条件下，使溶液中的铬酸钠转化为重铬酸钠，则加入稀硫酸时发生反应的离子方程式为2CrO42-+2H+= Cr2O72-+H2O ，

答案为：2CrO42-+2H+= Cr2O72-+H2O；

（5）如图所示，重铬酸钾和氯化钠在一定温度下的溶解度差别较大，经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤，可将重铬酸钾和氯化钠分离，再用无水乙醇对晶体洗涤，再经干燥得到K2Cr2O7晶体。

答案为：蒸发浓缩，冷却结晶；

（6） 已知K[Cr(C2O4)2]的相对分子质量为267。采用热重分析法测定K[Cr(C2O4)2]·nH2O样品所含结晶水数目，将样品加热到80 ℃时，失掉全部结晶水，失重16.8%，，相对分子质量在数值上等于摩尔质量，则失去的结晶水的摩尔质量分数==16.8%，解得n=3。

答案为：3。